包镍多壁碳纳米管增强SAC305焊料的Ⅰ型断裂机理研究

发展高可靠的互连封装新型焊料已经成为电子封装领域的前沿研究内容之一.本文制备了包镍碳纳米管增强SAC305焊料,并开展了不同含量增强SAC305焊料的双悬臂梁试样I型断裂测试,得到了不同添加含量SAC305的载荷-位移曲线.基于柔度的梁方法理论（CBBM）计算了增强焊料的Ⅰ型断裂韧度.研究结果表明,其Ⅰ型断裂韧度随着包镍碳纳米管质量分数的增加,表现出先升高后降低的趋势.没有添加包镍碳纳米管的SAC305焊料的Ⅰ型断裂韧度约为0.53 N/mm,添加0.05wt%包镍碳纳米管的增强焊料的Ⅰ型断裂韧度最高,约为1.14 N/mm,相较于没有添加包镍碳纳米管的SAC305焊料断裂韧度提高了1.15倍,表现出更好的抵抗裂纹扩展的特性.     

热、振及热振耦合条件下塑封球栅阵列含铅焊点失效分析

对塑封球栅阵列封装器件进行了热循环、随机振动以及热振耦合试验,在3种试验条件下测试Sn37Pb焊点的寿命,并对3种载荷条件下失效焊点位置的分布规律以及焊点的失效模式进行对比分析. 结果表明,塑封球栅阵列封装焊点在热振耦合试验中的寿命明显小于热循环以及随机振动试验的寿命结果. 热循环、随机振动条件下越靠近测试板中心位置,器件的焊点越容易发生破坏,而热振耦合试验中不同位置上器件的失效焊点数比较接近. 此外,热循环条件下破坏模式主要表现为钎料内部的韧性断裂,随机振动条件下主要为界面金属间化合物层内的脆性断裂,而热振耦合条件下这两种破坏模式均有发生.     

2.5D封装结构回流焊过程热应力分析

对一种典型2.5D封装结构在回流焊工艺过程的热应力进行仿真。通过对比分析传统热力学仿真方法与基于生死单元技术的热力学仿真方法,研究了计算方法对热应力计算结果的影响。在相同参考温度下,由不同计算方法得到的硅通孔(TSV)转接板应力结果相差不大,从焊球应力结果可推测出,基于生死单元技术的热力学仿真方法考虑了残余应力的累积模拟更适合于回流焊过程的热应力仿真。研究了2.5D封装回流焊过程中参考温度的选择对计算结果的影响,选用最高参考温度作为各个组件的参考温度,通常得到TSV转接板的应力值偏大,模拟的结果会更加偏于激进。通过对2.5D封装结构回流焊过程进行热应力分析,对比分析了计算模拟方法和参考温度的选择对最终计算结果的影响。该方法同样可用于指导其他同类2.5D封装结构应力的计算和分析。